Aktuální číslo:

2018/2

Téma měsíce:

Bionika

Žahavci

Genomová čítanka 2
 |  17. 7. 2014
 |  Vesmír 93, 438, 2014/7
 |  Seriál: Genomová čítanka, 2. díl (PředchozíNásledující)

Ač žahavci (Cnidaria) nedávným přeřazením žebernatek (Ctenophora) na bázi veškerého živočišstva zřejmě přišli o někdejší blízké příbuzné, rozhodně neztratili nic na své zajímavosti. Na rozdíl od žebernatek jsou někteří jejich zástupci relativně zavedenými modelovými organismy a vzhledem k jejich pozici ve fylogenezi živočichů mohou jejich genomy stále ukrývat nejednu indicii k pochopení původu mnohobuněčného života, alespoň tedy v jeho živočišné variantě. Sekvenace genomu sasanky Nematostella vectensis, nenápadného mořského korálnatce, nám kupříkladu umožnila nahlédnout, jakou podobu mohl mít genom posledního společného předka paprsčitě souměrných žahavců a nás, dvoustranně souměrných „bilatérií“.

Do našeho dvoustranně souměrného příbuzenstva spadá naprostá většina známých živočichů, vyznačujících se v zásadě tím, že jsme na nich obvykle schopni rozlišit, že mají přední konec, kde je levý bok a kde břicho. Takové tvory dělíme pak do dvou základních skupin: druhoústí, mezi něž se spolu s dalšími strunatci a ostnokožci sami řadíme, a prvoústí, kteří zahrnují bohaté skupiny, jako jsou hmyz, korýši, měkkýši, popřípadě kroužkovci nebo hlístice (ale i zvláštnosti typu ramenonožců, ploutvenek či vířníkovců). Studium genomů napříč bilaterálně souměrnými živočichy (jmenovitě u prvoústých octomilky a háďátka a u druhoústých obratlovců) ukázalo, že nejkomplexnějším a nejobsáhlejším genomem se mohou chlubit obratlovci. Na druhou stranu řada genů je všem bilatériím společná a během zárodečného vývoje pomáhá organizovat právě charakteristický komplikovaný tělní plán. Z takového srovnání pochopitelně není možno říci, zda je původnější stav u prvoústých, nebo druhoústých – tedy zda komplexita genomu u druhoústých v průběhu jejich evoluční historie rostla, nebo naopak u prvoústých klesala. A právě tady přicházejí ke slovu žahavci jakožto skupina, jejíž vznik se datuje před rozdělení bilatérií.

Už první analýzy některých konkrétních genových rodin (tj. souborů genů s často obdobnou funkcí, sdílejících společný původ v jediné výchozí sekvenci) naznačovaly, že u žahavců, přes jejich zcela odlišnou tělní organizaci, existuje obdobná regulace základního tělesného plánu. Z přečteného genomu však vyplynuly poznatky ještě překvapivější – genom „nematostely“ nápadně připomíná ten náš, obratlovčí (pokud jde o obsah genů a celkovou organizaci). Dokonce i v uspořádání genů na chromozomech lze vystopovat značné podobnosti. Obratlovci tedy ve svých buňkách zakonzervovali informaci strukturovanou podobně, jako tomu bylo u dávných předků. Prvoústí se naopak řady genů či jejich částí vzdali a zbylou informaci řádně zpřeházeli, čímž se původnímu uspořádání značně vzdálili. Kromě dopadů na chápání historie veškerého živočišstva má takový sekvenovaný genom žahavce pochopitelně dopady i čistě vnitrooborové. Pro knidology je tak jistě zajímavé, že oddělení korálnatců (např. Nematostella) od polypovců (např. známý nezmar – Hydra) zhruba odpovídá rozpadu bilatérií na prvo- a druhoústé, což ukazuje na hluboké rozdíly mezi jednotlivými třídami žahavců. Závěrem snad zbývá prostor na stručný statistický souhrn: Autoři identifikovali 7766 genových rodin, existujících u společného předka žahavců a bilatérií. Z těchto výchozích sekvencí lze vyvozovat původ celých dvou třetin genů, jež známe u člověka. U prvoústých nicméně asi 1300 z nich zcela chybí (nebo je značně pozměněno) – alespoň tedy u octomilky a háďátka. Naproti tomu druhoústí přišli o pouhých 33. Celých 673 genových rodin bylo pak popsáno pouze u bilatérií a u nematostely chybějí. Právě mezi nimi by se tak mohly ukrývat klíčové novinky, které dvoustranně souměrným živočichům umožnily dosáhnout tak ohromující rozmanitosti. (Science, doi: 10.1126/science.1139158)

 

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Martin Minařík

Mgr. Martin Minařík (*1987) vystudoval zoologii obratlovců na PřF UK v Praze. Jako doktorand na katedře zoologie se v současné době věnuje studiu evoluce a morfogeneze hlavových struktur obratlovců, ve volném čase pak především herpetologii.

Doporučujeme

Návrat Široka

Návrat Široka

Pavel Pipek  |  9. 2. 2018
Zpráva, která na mě právě vyskočila na Twitteru, by asi většinu Evropanů nechala chladnou, ale mé srdce buší tak, že mám chuť okamžitě vyskočit z...
Rytíř našich vod

Rytíř našich vod

Marek Janáč  |  5. 2. 2018
Na stěně ve své kanceláři má vystavené krunýře velkých raků. Za jeho pracovní židlí v akváriu rak. V knihovně knihy o racích a v laboratoři ve...
O kvantových počítačích a šifře RSA

O kvantových počítačích a šifře RSA uzamčeno

Jiří Poš  |  5. 2. 2018
značným příslibem pro výpočetní systémy budoucnosti je rozvíjející se obor kvantových počítačů. Představují naději, že eliminují některá vážná...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné